本發(fā)明涉及空調系統(tǒng)控制領域，具體涉及一種中空纖維膜液體除濕和蒸發(fā)冷卻相結合的空調系統(tǒng)。

背景技術：

在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的同時伴隨著能源需求量的持續(xù)增加。2014年12月的新華社報道中，我國社會總能耗中約三成來源于建筑，而建筑能耗的一半來自采暖、通氣、空氣調節(jié)及相關系統(tǒng)，這意味著，暖通空調行業(yè)占社會總能耗的比例約為15％。暖通空調能耗如此之高不容忽視。在我國城市化程度高度發(fā)達的地方，特別是在“北上廣深”及號稱中國“四大火爐”的重慶、武漢、南昌、南京等城市，這些城市人口密度大，且工業(yè)發(fā)達，夏季高溫嚴重影響著人們的工作和生活，因此在夏天空調自然也成了人們生活的必需品，而在夏天空調負荷往往能達到城市尖峰負荷的40％，直接威脅到工業(yè)生產(chǎn)的用電安全。因此發(fā)明一種節(jié)能環(huán)保，尤其一種能利用太陽能、工業(yè)余熱等低品位能源的空調系統(tǒng)具有非常大的經(jīng)濟價值。而常用的空調是壓縮式空調，這種空調耗電量大，若更新室內空氣將更加耗電，因此為了改善室內空氣質量，又減少耗電，引入了蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)和中空纖維膜液體除濕系統(tǒng)。目前，蒸發(fā)冷卻空調主要是在我國干燥的北方地區(qū)用得較多，利用的是水蒸發(fā)吸熱的原理制冷。水在空氣中具有蒸發(fā)能力，但是一旦空氣中水蒸氣飽和了，水的蒸發(fā)則達到了動態(tài)平衡。因此在空氣濕度比較大的地區(qū)，室外濕度較大，水表面水蒸氣分壓力和空氣中水蒸氣分壓力差值較小，水蒸發(fā)的驅動力較小，利用蒸發(fā)冷卻技術來降低空氣溫度受到了限制。而蒸發(fā)冷卻空調得到的出口風夾帶有大量水汽，濕度很大。如果要在潮濕的地區(qū)推廣這種節(jié)能的空調則必須對蒸發(fā)冷卻空調新風機組的入口新風和排入室內的出口風進行除濕。而目前所用的大多數(shù)空調中除濕是伴隨著制冷過程而產(chǎn)生的，而這一過程將使空調的耗能增大，為了使空調更加節(jié)能，學者們做了許多相關研究，因此提出了溫濕度獨立控制系統(tǒng)，空氣除濕的方法有很多種，目前的研究中，中空纖維膜除濕技術是一種除濕效率高又節(jié)能環(huán)保的除濕方法，這種除濕系統(tǒng)能利用太陽能、工業(yè)廢熱等低品位能量進行除濕溶液的再生，且具備了液體除濕效率高的優(yōu)點，同時又克服了除濕液夾帶的問題。將這兩個系統(tǒng)的優(yōu)點結合在一起，具有極大的推廣價值。

技術實現(xiàn)要素：

綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種中空纖維膜液體除濕和蒸發(fā)冷卻相結合的空調系統(tǒng)，能在夏季有效降低室內空氣溫度，充分利用了低品位能源，能改善室內空氣質量，且不受地域天氣因素的影響。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種中空纖維膜液體除濕和蒸發(fā)冷卻相結合的空調系統(tǒng),包括蒸發(fā)冷卻新風機組、儲液箱和蒸發(fā)冷卻冷水機組，所述蒸發(fā)冷卻新風機組上設有進風口和出風口，所述儲液箱內的除濕液通過除濕循環(huán)管路分別對所述蒸發(fā)冷卻新風機組上進風口的進風和出風口的出風進行除濕，同時所述蒸發(fā)冷卻冷水機組內的冷水通過冷卻循環(huán)管路對所述蒸發(fā)冷卻新風機組內的空氣進行冷卻，并且所述冷卻循環(huán)管路的回路中換熱后升溫的冷水與所述除濕循環(huán)管路的回路中濃縮后的除濕液再次換熱降溫。

本發(fā)明的有益效果是：該空調系統(tǒng)中溫度控制系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)分別獨立控制又相互影響，溫度控制系統(tǒng)的冷水環(huán)路中換熱后升溫的冷水與濕度控制系統(tǒng)的除濕液環(huán)路中濃縮后的除濕液再次換熱降溫，最后回流到除濕液循環(huán)管路的起始端，大大降低了能源的消耗，具有實用性強、效率高且節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。

在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下進一步的改進：

進一步，所述蒸發(fā)冷卻新風機組內且于其進風口和出風口之間依次設有新風過濾段、中間段、直接蒸發(fā)冷卻段和送風段，所述送風段設有第二中空纖維膜液體除濕器，所述新風過濾段內設有第一中空纖維膜液體除濕器和空氣冷卻器。

進一步，所述儲液箱的出口通過第一水泵分成第一除濕支路和第二除濕支路；所述第一除濕支路通過第一濕度傳感電磁調速閥連接所述第一中空纖維膜液體除濕器向第一中空纖維膜液體除濕器提供除濕液；所述第二除濕支路通過第二濕度傳感電磁調速閥連接所述第二中空纖維膜液體除濕器向第二中空纖維膜液體除濕器提供除濕液；

所述第一中空纖維膜液體除濕器和所述第二中空纖維膜液體除濕器的出口匯合后形成所述除濕循環(huán)管路的回路，所述除濕循環(huán)管路的回路將吸水的除濕液加熱濃縮后再回流到儲液箱內。

進一步，所述除濕循環(huán)管路的回路上設有溶液-溶液熱交換器、第一溶液-水熱交換器、中空纖維膜液體再生器和第二溶液-水換熱器，所述第一中空纖維膜液體除濕器和所述第二中空纖維膜液體除濕器的出口匯合后連接所述溶液-溶液熱交換器的第一入口，所述溶液-溶液熱交換器的第一出口連接所述第一溶液-水熱交換器的入口，所述第一溶液-水熱交換器的出口連接所述中空纖維膜液體再生器的入口；

所述中空纖維膜液體再生器的出口連接所述溶液-溶液熱交換器第二入口，所述溶液-溶液熱交換器的第二出口連接所述第二溶液-水換熱器的第一入口，所述第二溶液-水換熱器的第一出口連接所述儲液箱的的入口。

采用上述進一步技術方案的有益效果為：除濕環(huán)路采用低品位熱能驅動的中空纖維膜除濕液體對蒸發(fā)冷卻空調系統(tǒng)的進出口空氣進行處理，克服了液體除濕中微小液滴夾帶的問題，使蒸發(fā)冷卻過程更節(jié)能，效率更高；并通過控制相應的電磁調速閥可調節(jié)除濕液的流速從而調節(jié)空氣的濕度。

進一步，所述第一溶液-水熱交換器的熱水循環(huán)管路連接著集熱器，所述集熱器通過熱水循環(huán)管路的回路上的水泵和溫度傳感電磁調速閥向所述第一溶液-水熱交換器提供熱交換的工質。

進一步，所述集熱器為太陽能熱水器或工業(yè)余熱回收器。

采用上述進一步技術方案的有益效果為：除濕環(huán)路為低品位熱源驅動的中空纖維膜液體除濕系統(tǒng)，可根據(jù)地區(qū)情況采用工業(yè)廢熱或太陽能等低品位熱源為除濕液的再生熱能，還可根據(jù)再生器出口風濕度調節(jié)集熱器出口熱水流速。

進一步，所述蒸發(fā)冷卻冷水機組出口通過第二水泵分成第一蒸發(fā)冷卻支路、第二蒸發(fā)冷卻支路和第三蒸發(fā)冷卻支路，并且所述第一蒸發(fā)冷卻支路通過第一溫度傳感電磁調連接所述空氣冷卻器的入口向空氣冷卻器提供熱交換的冷水，所述空氣冷卻器的出口連接所述第二溶液-水換熱器的第二入口，所述第二溶液-水換熱器的第二出口連接所述蒸發(fā)冷卻冷水機組的入口；

所述第二蒸發(fā)冷卻支路通過第二溫度傳感電磁調連接所述直接蒸發(fā)冷卻段上的第一噴頭向直接蒸發(fā)冷卻段提供噴灑所需的冷水，所述第三蒸發(fā)冷卻支路通過第三溫度傳感電磁調連接所述間接蒸發(fā)冷卻段上的第二噴頭向間接蒸發(fā)冷卻段提供噴灑所需的冷水。

采用上述進一步技術方案的有益效果為：溫控環(huán)路采用水—空氣蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，具有顯著的節(jié)能效果；并通過控制相應的電磁調速閥可調節(jié)冷水量進而系統(tǒng)的溫度。

進一步，所述蒸發(fā)冷卻新風機組上進風口處設有吸入新風的進風機，所述蒸發(fā)冷卻新風機組上出風口處設有將除濕并降溫后的干燥冷風吹入室內的第一出風機，所述中空纖維膜液體再生器上設有將室內的干燥冷風吹過中空纖維膜液體再生器的第二出風機。

采用上述進一步技術方案的有益效果為：干燥冷風經(jīng)過室內后再進入中空纖維膜液體再生器殼程，一方面實現(xiàn)為室內提供干燥冷風，另外一方面干燥冷風將中空纖維膜液體再生器中除濕液中水分帶走，完成室內空氣的循環(huán)。

進一步，在所述間接蒸發(fā)冷卻段上設有用于排出水蒸氣的排風機。

采用上述進一步技術方案的有益效果為：及時排出水蒸氣，降低空氣的濕度。

進一步，所述蒸發(fā)冷卻冷水機組上設有連接外部冷水源的進水口。

采用上述進一步技術方案的有益效果為：為蒸發(fā)冷卻冷水機組補充消耗的冷水。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例二的示意圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1.儲液箱；2.第一水泵；3.第二濕度傳感電磁調速閥；4.第二中空纖維膜液體除濕器；5.第一出風機；6.溶液-溶液熱交換器；7.第一溶液-水熱交換器；8.集熱器；9.中空纖維膜液體再生器；10.第二溶液-水換熱器；11.蒸發(fā)冷卻冷水機組；12.第二水泵；13.第一溫度傳感電磁調速閥；14.第一濕度傳感電磁調速閥；15.進風機；16.新風過濾段；17.第一中空纖維膜液體除濕器；18.空氣冷卻器；19.排風機；20.間接蒸發(fā)冷卻段；21.中間段；22.直接蒸發(fā)冷卻段；23.送風段；24.第一噴頭；25.第二噴頭；26.水泵；27.溫度傳感電磁調速閥；28.風機；29.第二溫度傳感電磁調速閥；30.第三溫度傳感電磁調速閥；31.第二出風機。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實施例一

如圖1所示，一種中空纖維膜液體除濕和蒸發(fā)冷卻相結合的空調系統(tǒng),包括蒸發(fā)冷卻新風機組、儲液箱1和蒸發(fā)冷卻冷水機組11，所述蒸發(fā)冷卻新風機組上設有進風口和出風口，所述蒸發(fā)冷卻新風機組11上進風口處設有吸入新風的進風機15，所述蒸發(fā)冷卻新風機組上出風口處設有將除濕并降溫后的干燥冷風吹入室內的第一出風機5，所述中空纖維膜液體再生器9上設有將室內的干燥冷風吹過中空纖維膜液體再生器9的第二出風機31。所述儲液箱1內的除濕液通過除濕循環(huán)管路分別對所述蒸發(fā)冷卻新風機組上進風口的進風和出風口的出風進行除濕，同時所述蒸發(fā)冷卻冷水機組11內的冷水通過冷卻循環(huán)管路對所述蒸發(fā)冷卻新風機組內的空氣進行冷卻，并且所述冷卻循環(huán)管路的回路中換熱后升溫的冷水與所述除濕循環(huán)管路的回路中濃縮后的除濕液再次換熱降溫。

所述蒸發(fā)冷卻新風機組內且于其進風口和出風口之間依次設有新風過濾段16、中間段21、直接蒸發(fā)冷卻段22和送風段23，所述送風段23設有第二中空纖維膜液體除濕器4。所述新風過濾段16內設有第一中空纖維膜液體除濕器17、空氣冷卻器18。

所述儲液箱1的出口通過第一水泵2分成第一除濕支路和第二除濕支路；所述第一除濕支路通過第一濕度傳感電磁調速閥14連接所述第一中空纖維膜液體除濕器17向第一中空纖維膜液體除濕器17提供除濕液；所述第二除濕支路通過第二濕度傳感電磁調速閥3連接所述第二中空纖維膜液體除濕器4向第二中空纖維膜液體除濕器4提供除濕液。所述第一中空纖維膜液體除濕器17和所述第二中空纖維膜液體除濕器4的出口匯合后形成所述除濕循環(huán)管路的回路，所述除濕循環(huán)管路的回路將吸水的除濕液加熱濃縮后再回流到儲液箱1內，具體如下：所述除濕循環(huán)管路的回路上設有溶液-溶液熱交換器6、第一溶液-水熱交換器7、中空纖維膜液體再生器9和第二溶液-水換熱器10，所述第一中空纖維膜液體除濕器17和所述第二中空纖維膜液體除濕器4的出口匯合后連接所述溶液-溶液熱交換器6的第一入口，所述溶液-溶液熱交換器6的第一出口連接所述第一溶液-水熱交換器7的入口，所述第一溶液-水熱交換器7的出口連接所述中空纖維膜液體再生器9的入口；所述中空纖維膜液體再生器9的出口連接所述溶液-溶液熱交換器6第二入口，所述溶液-溶液熱交換器6的第二出口連接所述第二溶液-水換熱器10的第一入口，所述第二溶液-水換熱器10的第一出口連接所述儲液箱1的入口。

所述第一溶液-水熱交換器7通過熱水循環(huán)管路連接集熱器8即太陽能熱水器，所述集熱器8通過熱水循環(huán)管路的回路上的水泵26和溫度傳感電磁調速閥27向所述第一溶液-水熱交換器7提供熱交換的工質。

所述蒸發(fā)冷卻冷水機組11出口通過第二水泵12分成第一蒸發(fā)冷卻支路、第二蒸發(fā)冷卻支路和第三蒸發(fā)冷卻支路，并且所述第一蒸發(fā)冷卻支路通過第一溫度傳感電磁調13連接所述空氣冷卻器18的入口向空氣冷卻器18提供熱交換的冷水，所述空氣冷卻器18的出口連接所述第二溶液-水換熱器10的第二入口，所述第二溶液-水換熱器10的第二出口連接所述蒸發(fā)冷卻冷水機組11的入口。所述第二蒸發(fā)冷卻支路通過第二溫度傳感電磁調29連接所述直接蒸發(fā)冷卻段22上的第一噴頭24向直接蒸發(fā)冷卻段22提供噴灑所需的冷水，所述第三蒸發(fā)冷卻支路通過第三溫度傳感電磁調30連接所述間接蒸發(fā)冷卻段20上的第二噴頭25向間接蒸發(fā)冷卻段20提供噴灑所需的冷水。

除濕循環(huán)管路中除濕溶液從儲液箱1出來后經(jīng)第一水泵2提供動力分成兩條除濕支路：第一條除濕支路中，除濕溶液流經(jīng)第一濕度傳感電磁調速閥14調速后進入第一中空纖維膜液體除濕器17的管程，對剛進入蒸發(fā)冷卻新風機組中的新風進行除濕；第二條除濕支路中，對經(jīng)蒸發(fā)冷卻新風機組后降溫的空氣進行除濕，具體如下：通過第二濕度傳感電磁調速閥3對除濕溶液流量進行調節(jié)后進入到第二中空纖維膜除濕器4的管程，第二中空纖維膜除濕器4被裝在蒸發(fā)冷卻新風機組的送風段23出風口處，因此蒸發(fā)冷卻新風機組中濕度較大的冷空氣被吹入到第二中空纖維膜除濕器4的殼程中，并在出風口處配有第一出風機5，送風段23出風口的干燥冷風被送入室內。

兩條支路的除濕溶液經(jīng)三通管匯合進入溶液-溶液熱交換器6與再生的濃的除濕液進行熱交換，換熱后溫度升高再進入第一溶液-水熱交換器7與熱水器8中的熱水進行再次熱交換，使得除濕溶液的溫度進一步提高。為了更好地調節(jié)第一溶液-水熱交換器7中除濕溶液出口溫度，在熱水器8水循環(huán)環(huán)路上設有水泵26和溫度傳感電磁調速閥27，溫度傳感電磁調速閥27根據(jù)第一溶液-水熱交換器7出口的溶液溫度對熱水器8環(huán)路的水流速度進行調節(jié)。溫度升高后的除濕溶液然后再進入中空纖維膜液體再生器9，除濕溶液經(jīng)加熱后溶液中的水被蒸發(fā)變成水蒸氣，室內干燥的排風則走中空纖維膜液體再生器9的殼程，將除濕液中的水分帶走，從而使稀的除濕液濃縮，濃縮后的除濕溶液經(jīng)溶液-溶液熱交換器6與冷的稀除濕液進行換熱后降溫，再經(jīng)第二溶液-水換熱器10進行換熱再次降溫后進入儲液箱1。在這一循環(huán)中，蒸發(fā)冷卻新風機組的入口新風濕度得到了降低，進入室內的新風即蒸發(fā)冷卻新風機組出口排風得到了干燥。

蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)即冷卻循環(huán)管路中蒸發(fā)冷卻冷水機組11中的冷水，利用水側蒸發(fā)冷卻技術制取。蒸發(fā)冷卻冷水機組11中的冷水經(jīng)第二水泵12分成三條冷卻支路：冷水在第一條冷卻支路中經(jīng)第一溫度傳感電磁調速閥13后進入蒸發(fā)冷卻新風機組中新風過濾段的空氣冷卻器18中后，再經(jīng)第一溶液-水換熱器10又回到蒸發(fā)冷卻冷水機組11，在這一循環(huán)中進入蒸發(fā)冷卻機組的入口新風得到了冷卻，濃的除濕液在第一溶液-水換熱器10中與冷水進行熱交換后得到了冷卻；冷水在第二條冷卻支路中經(jīng)第二溫度傳感電磁調速閥29后進入蒸發(fā)冷卻新風機組的直接蒸發(fā)冷卻段22，經(jīng)第一噴頭24噴淋，水霧在該段的接觸式換熱器中與空氣直接接觸，進行熱濕交換；冷水在第三條支路中經(jīng)第三溫度傳感電磁調速閥30進入蒸發(fā)冷卻機組的間接蒸發(fā)冷卻段20，經(jīng)第二噴頭25噴淋，水霧在該段進入非接觸式換熱器，與流經(jīng)該段的空氣進行熱交換，溫度得到進一步降低，間接蒸發(fā)冷卻段20的水汽進行熱交換后被排風機19排出室外。這一過程中蒸發(fā)冷卻冷水機組11中的冷水不斷被蒸發(fā)掉，蒸發(fā)冷卻冷水機組11上設有連接外部冷水源的，因此需要從進水口不斷補充冷水。

蒸發(fā)冷卻新風機組中新風過濾段16入口處設有風機15將室外空氣送入機組內蒸發(fā)冷卻，在新風過濾段16還設有除塵、殺菌等空氣過濾裝置，此外，新風在此處流經(jīng)空氣冷卻器18將會得到冷卻，然后在間接蒸發(fā)冷卻段20進一步冷卻，該間接蒸發(fā)冷卻段20相當于一個更大的空氣冷卻器。冷卻后的空氣經(jīng)過中間段21后進入直接蒸發(fā)冷卻段22，該過程為等焓加濕過程，直接蒸發(fā)冷卻段22中的水蒸發(fā)吸熱，使空氣溫度進一步降低，繼而濕潤的冷空氣進入送風段23，經(jīng)第二中空纖維膜液體除濕器4殼程而被干燥，第一出風機5將冷的干燥空氣送入室內。室內干燥冷空氣在第二出風機31的作用下進入中空纖維膜液體除濕器9殼程將除濕液中水分帶走，完成室內空氣的循環(huán)。

在直接蒸發(fā)冷卻段22中，未飽和空氣和水直接接觸，由于水的蒸發(fā)，使水和空氣的溫度都降低，空氣的含濕量增加，空氣的顯熱轉換為潛熱，該過程是一個絕熱加濕過程，空氣狀態(tài)沿等焓線變化。在直接蒸發(fā)冷卻段22中有第一噴頭24構成的噴水室，直接蒸發(fā)冷卻器等絕熱加濕設備。室外空氣經(jīng)新風過濾段16之后進入直接蒸發(fā)冷卻段22內，在接觸式換熱器內與冷水進行熱濕交換后溫度降低，含濕量增加。

中間段21連接直接蒸發(fā)冷卻段22和間接蒸發(fā)冷卻段20的作用，使經(jīng)過直接蒸發(fā)冷卻段22的氣流穩(wěn)定的過渡到間接蒸發(fā)冷卻段20。

間接蒸發(fā)冷卻段20是將直接蒸發(fā)冷卻過程中降溫后的空氣和水通過非接觸式換熱器來冷卻待處理的空氣，這個過程中得到的是溫度降低而含濕量不變的送風空氣，此過程為等濕冷卻過程。

實施例二

如圖2所示，將集熱器8設計為工業(yè)余熱回收器，采用低品位的工業(yè)廢熱作為除濕液的再生熱能，其他結構不變，滿足不同情況的地區(qū)的需求。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。